Автореферати та дисертаційні роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995
Browse
3 results
Search Results
Item Основи технологій одержання композитів на основі поліестер-полівінілхлоридних зв’язних(Національний університет "Львівська політехніка", 2018) Катрук, Діана Сергіївна; Левицький, Володимир Євстахович; Національний університет «Львівська політехніка»; Анісімов, Володимир Миколайович; Хром’як, Уляна ВолодимирівнаДисертаційна робота присвячена розробленню основ технологій одержання модифікованих композитів на основі поліестер-полівінілхлоридних зв’язних та дрібнодисперсних наповнювачів з підвищеними міцнісними, теплофізичними, антикорозійними та адгезійними властивостями. У роботі виявлено чинники впливу на процес одержання та модифікування поліестерних матеріалів, їх морфологію та властивості залежно від вмісту модифікатора і дрібнодисперсного наповнювача. Розроблені модифіковані матеріали відзначаються збільшеними значеннями поверхневої твердості на 10 – 50 МПа, теплостійкості за Віка на 10 – 15 К і міцності адгезійних з’єднань на 5 %, а також пониженим значенням технологічної усадки на 10 – 15 %. Високонаповнені композити на основі поліестер-полівінілхлоридних зв’язних характеризуються підвищеними фізико-механічними (збільшення поверхневої твердості на 12 – 17 МПа, ударної в’язкості на 30 – 46 кДж/м2) та теплофізичними (теплостійкість за Віка становить 416 – 439 К) властивостями. Диссертационная работа посвящена разработке основ технологий получения модифицированных композитов на основе полиэфир-поливинилхлоридных связующих и мелкодисперсных наполнителей с повышенными прочностными, теплофизическими, антикоррозионными и адгезионными свойствами. В работе выявлены факторы влияния на процесс получения и модифицирования полиэфирных материалов, их морфологию и свойства в зависимости от содержания модификатора и мелкодисперсного наполнителя. Разработанные модифицированные материалы отмечаются увеличенными значениями поверхностной твердости на 10 – 50 МПа, теплостойкость по Вика на 10 – 15 К и прочности адгезионных соединений на 5 %, а также пониженным значением технологической усадки на 10 – 15 %. Высоконаполненные композиты на основе полиэфир-поливинилхлоридных связующих характеризируются повышенными физико-механическими (увеличение поверхностной твердости на 12 – 17 МПа, ударной вязкости на 30 – 46 кДж/м2) и теплофизическими (теплостойкость по Вика составляет 416 – 439 К) свойствами. The dissertation is devoted to solving an important scientific and technical problem, namely, the development of technological principles for the production of composites based on modified polyester-polyvinyl chloride binders and fine-dispersed fillers with enhanced strength, thermophysical, anticorrosive and adhesion properties. An effective method for the modification of unsaturated polyester oligomers by polyvinyl chloride has been developed. It is based on increasing the technological compatibility of the components due to the partial dissolution and swelling of polyvinyl chloride macromolecules in styrene oligomer solution and diesterphtalate plasticizer, which made it possible to obtain high-tech matrices for polymeric composites with fine dispersed fillers. It has been found that the hardening of polyester compositions in the presence of PVC occurs inhomogeneously due to the stage of microgel formation. The introduction of polyvinyl chloride into a composition based on unsaturated polyester resins accelerates the process of gelling and reduces the time of microgel formation of the studied system. Polyester binders modified by polyvinyl chloride are characterized by values of surface hardness increased by 10 – 50 MPa, thermal conductivity according to Vicat apparatus by 10 – 15 K, and strength of adhesive compounds by 5 %, as well as values of technological shrinkage reduced by 10 – 15 %. On the basis of viscosimetric and thermometric investigations it was found that the nature of the metal-silicate filler greatly affects the process of structuring modified polyester resins. Modified polyester materials with Co-, Ba- and Cu-containing silicate fillers are characterized by increased values of surface hardness by 25 % and values of strength of adhesive compounds by 5 MPa. Modified polyester-polyvinyl chloride coatings based on Ni-containing silicate filler have the highest anticorrosive properties. The basics of technology for obtaining high-quality composite materials on the basis of polyester-polyvinyl chloride binders are developed. Polyester-polyvinyl chloride composites with inorganic fine-dispersed CaCO3 and Al2O3 as a filler are characterized by enhanced physical and mechanical properties (surface hardness of 12 – 17 MPa, impact strength of 30 – 46 kJ/m2) and thermophysical (thermal resistance for Vick is 416 – 439 K) characteristics. Along with the increased physical and mechanical characteristics, modified polyester composites with inorganic fine-dispersed filler are characterized by reduced values of technological shrinkage of the material, which allows predicting their use as sealants, impurities, as well as in the construction industry for the production of artificial stone, liquid floors, products made of polymer concrete. The basic technological scheme of the process of obtaining the high-level polyester-polyvinyl chloride composite is developed, the technological stages are grounded and the parameters of operating practices are chosen.Item Основи технологій одержання полімерних композитів на основі модифікованих осаджених силікатів(Національний університет "Львівська політехніка", 2016) Масюк, Андрій СергійовичДисертаційна робота присвячена розробленню металовмісних полімер-силікатних матеріалів з регульованими поверхневими характеристиками та термопластичних композитів на їхній основі з підвищеними технологічними і експлуатаційними властивостями. У роботі встановлено фізико-хімічні та технологічні закономірності одержання металовмісних полімер-силікатних матеріалів внаслідок сумісного осадження полівінілового спирту або полівінілпіролідону і натрієвого рідкого скла під дією хлоридів металів різної природи. Виявлено чинники впливу на процес одержання та модифікування металовмісних полімер-силікатних матеріалів, їх морфологію, елементний склад та властивості залежно від способу введення і природи полімерного модифікатора та хлориду металу. Розроблено технологію одержання композиційних матеріалів на основі промислових термопластів - поліпропілену і полікапроаміду та модифікованих металовмісних полімер-силікатних наповнювачів. Розроблені композити на основі ПА-6 та ПП відзначаються збільшеним ступенем кристалічності на 15-22 % для ПА-6 та на 4-7 % для ПП і зменшеним усередненим розміром кристалітів. Значення границі міцності під час розривання композитів зростає на 10-20%, модуля пружності на 20-30 %, теплостійкості за Віка – на 10-20 К та поверхневої твердості – на 30-35 % і зменшується значення коефіцієнта лінійного теплового розширення у 3-5 разів. У цей же час, використання модифікованих наповнювачів зменшує значення технологічної усадки та водопоглинання розроблених композитів. В диссертационной работе разработаны физико-химические и технологические основы получения модифицированных металлосодержащих полимер-силикатных материалов совместимым осаждением натриевого жидкого стекла и функционально активных полимерных модификаторов: поливинилпирролидона и поливинилового спирта под действием хлоридов металлов (Cu, Ni, Co, Fe, Zn, Ba). Полученные материалы были использованы для наполнения поликапроамидных и полипропиленовых композитов. Установлено влияние природы осадителя - хлоридов металлов, природы и способа введения полимерного модификатора в систему, а также концентрационных факторов на процесс получения и свойства полимер-силикатного материала. Установлено, что эффективность получения и модифицирования полимер-силикатных материалов в значительной степени определяется перераспределением межмолекулярных взаимодействий в системе и возрастает при введении ПВП в Na-РС, а ПВС – в раствор хлорида металла. Оптимальная концентрация водных растворов Na-РС и хлоридов металлов составляет – 10-15% масс., а мольное соотношение МеClх/Na-РС = 0,8-1. При образовании полимер-силикатного материала происходят два типа процессов: образование силикатных зародышей при участии силанольних и силандиольних групп и катионов металла; взаимодействие по водородным связям силикатных образований между собой и с макромолекулами ПВП и ПВС. Инструментальными методами исследований (сканирующая электронная микроскопия, энергодисперсионный элементный, рентгенографический и сорбционный анализы, ИК спектроскопия) установлено влияние ПВС и ПВП на морфологию и свойства разработанных металлосодержащих ПСМ. Выявлено, что введение полимерных модификаторов способствует увеличению соотношения О/Si в силикатном скелете, что свидетельствует о переходе от трехмерных каркасных силикатов к простым – цепным, ленточным, слоистым, а также приводит к изменению поверхностных характеристик силикатных образований вследствие блокирования их силандиольних, силанольних и силоксанових групп функциональными группами модификатора. Разработанные металлосодержащие ПСМ характеризуются высокими значениями площади активной поверхности 60-76 м2/г и количества активных центров сорбции по метиленовому синему 77-99 · 10-6 моль/г, и уменьшается в ряде Ni2+>Zn2+>Fe3+>Сu2+>Со2+>Ba2+, при этом модифицированные ПСМ отмечаются значительно меньшим значением влагопоглощения, чем немодифицированные. При этом, мелкодисперсные частицы силикатного материала без полимерного модификатора характеризуются неправильной формой и их размер больше на 20-30%, чем модифицированных, полимер-силикатные материалы состоят из агломерированных частиц размером 50-200 нм. На основании термометрических и вискозиметрических исследований установлено влияние металлосодержащих ПСМ на кинетические особенности отверждения ненасыщенных полиэфирных смол, в частности Zn- и Co-содержащие ПСМ приводят к замедлению отверждения ненасыщенных полиэфирных олигомеров, а Ni- и Cu-содержащие – к ускорению. Установлено, что композиты на основе ПП и ПА-6 и металлосодержащего полимер-силикатного наполнителя благодаря равномерному распределению модификатора, направленному влиянию на поверхностные свойства наполнителя и повышенной технологической совместимости между компонентами имеют: увеличенную степень кристалличности на 15-22% для ПА-6 и на 4-7% для ПП и уменьшенный усредненный размер кристаллитов. Они имеют необходимые технологические (технологическая усадка, ПТР и водопоглощение) и повышенные эксплуатационные (возрастают теплостойкость по Вика на 10-20 К, поверхностная твердость на 30-35%, прочность при разрыве на 10-20%, модуль упругости на 20-30% и снижается коэффициент линейного теплового расширения в 3-5 раз) свойства. The thesis is devoted to development of metal-containing polymer-silicate materials with adjustable surface properties and thermoplastic composites with high technology and performance properties on their base. Physicochemical and technological regularities of obtaining metal-containing polymer-silicate materials due to coprecipitation of polyvinyl alcohol or polyvinylpyrrolidone and sodium silicate under the influence of metal chlorides of different nature were established in the paper. The factors of influence on the process of obtaining and modifying metal-containing polymer-silicate materials, their morphology, element composition and properties in depending on the mode of adding and the nature of the polymer modifier and metal chloride have been investigated. The technology of obtaining composite materials based on industrial thermoplastic – polypropylene and polyamide-6 and modified metal-containing polymer-silicate fillers was developed. Composites based on PA-6 and PP have increased the degree of crystallinity on 15-22% for PA-6 and 4-7% for PP and reduced averaged crystallite size. The values of ultimate tensile strength at breaking for developed composites are growing by 10-20% modulus of elasticity by 20-30%, Vicat softening temperature by 10-20 K, surface hardness by 30-35% and coefficient of linear thermal expansion decreases by 3-5 times. The use of modified fillers reduces the value of technological shrinkage and water absorption of the composites.Item Розроблення полівінілхлорид-полістирольних пластикатів і композитів на їхній основі(Національний університет "Львівська політехніка", 2016) Ларук, Юрій ВалерійовичДисертаційна робота присвячена розробленню основ технологій одержання еластичних термостійких полівінілхлорид-полістирольних пластикатів та композитів на їхній основі з регульованими пружно-пластичними властивостями та зменшеним ступенем вивільнення діестерфталатних пластифікаторів, придатних до перероблення у в’язкотекучому стані для виготовлення виробів конструкційного призначення. Встановлено вплив фізико-хімічних (параметр сумісності полімерів, характер міжмолекулярних і міжфазних взаємодій) та технологічних чинників на процес модифікування ПВХ пластикатів полістиролом суспензійним, полістиролом удароміцним та акрилонітрилбутадієнстирольним пластиком з розчину діестерфталатного пластифікатора. Виявлено вплив природи і вмісту полістирольного модифікатора та діестерфталатного пластифікатора на реологічні та експлуатаційні властивості модифікованих ПВХ пластикатів у взаємозв’язку з їхньою морфологією. Виявлено вплив дрібнодисперсних металовмісних наповнювачів різної природи на реологічні, фізико-механічні, теплофізичні властивості ПВХ матеріалів. Розроблено принципову технологічну схему та обґрунтовано норми технологічного режиму одержання модифікованих ПВХ матеріалів та здійснено їхню промислову апробацію. Диссертация посвящена разработке основ технологии получения эластичных термостойких поливинилхлорид-полистирольных пластикатов и композитов на их основе с регулируемыми упруго-пластическими свойствами и уменьшенной степенью высвобождения диэфирфталатных пластификаторов, пригодных к переработке в вязкотекучем состоянии для изготовления изделий конструкционного назначения. Установлено влияние физико-химических (параметр совместимости полимеров, характер межмолекулярных и межфазных взаимодействий) и технологических факторов на процесс модифицирования ПВХ пластикатов полистиролом суспензионным, полистиролом ударопрочным и акрилонитрилбутадиенстирольным пластиком из раствора диэфирфталатного пластификатора. Установлено влияние природы и содержания полистирольного модификатора и диэфирфталатного пластификатора на реологические и эксплуатационные свойства модифицированных ПВХ пластикатов во взаимосвязи с их морфологией. Выявлено, что для формирования общей флуктуационной сетки между полимерными компонентами, придания модифицированным материалам высоких упругих свойств рациональное содержание полистирольного модификатора должно составлять 2,8-4,2 % масс. Установлено, что независимо от природы полистирольного модификатора наблюдается существенное уменьшение степени высвобождения пластификатора из объема ПВХ пластиката. Выявлено влияние мелкодисперсных металлосодержащих наполнителей на реологические (увеличение индекса текучести), физико-механические (рост значения поверхностной твердости на ≈ 30 МПа, числа упругости на ≈ 20%) теплофизические (увеличение значения теплостойкости по Вика на ≈ 15-200С) свойства ПВХ материалов, что связано с уменьшением подвижности молекул пластификатора под влиянием модификатора, а также уплотнением флуктуационной сетки. На основании выявленного влияния природы и содержания полистирольного пластика и мелкодисперсного металлосодержащего полимер-силикатного наполнителя на физико- химические особенности деструкции ПВХ обосновано химизм деструктивных процессов, компонентный состав и технологические параметры переработки модифицированных материалов. На основе установленных закономерностей модификации ПВХ полистирольными пластиками разработана принципиальная технологическая схема процесса получения модифицированного ПВХ материала, обосновано стадии технологического процесса, а также выбраны нормы технологического режима. Промышленные испытания подтвердили технологичность и эффективность использования модифицированных ПВХ пластикатов полистирольными пластиками для изготовления литьевых изделий конструкционного назначения. The thesis is devoted to development of technology for the foundations of resilient heatresistant PVC-polystyrene plasticates and composites based on them with adjustable elasticplastic properties and a reduced degree of release of diesterphtalate plasticizers suitable for processing in a viscous state for the manufacture of products for constructional purposes. Found the influence of physical and chemical (polymer compatibility parameter, the nature of intermolecular and interfacial interactions) and technological factors on the process of modifying PVC plastic by suspension polystyrene, high impact polystyrene and acrylonitrile butadiene styrene plastic from solution of diester phthalate plasticizer. Found the influence of the nature and content of polystyrene modifier and diester phthalate plasticizer on the rheological and performance properties of modified PVC plastic in relation to their morphology. Revealed the influence of fine metal containing fillers of different nature on rheological, mechanical, thermal properties of PVC materials. Developed the technological scheme and grounded norms of technological regime to obtain modified PVC materials and done their industrial testing.